(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目（６）の視力矯正のための装置（１）であって、該装置は、
前記目による動きにより生成される機械的エネルギーに応答して、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号を生成することができるコンバータ（３、３Ａ、３Ｂ、５Ａ、５Ｂ）、
前記目に整合するよう意図されたソフトレンズ（２）
を備え、
前記目の前記動きの間に生成される前記電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号が、前記レンズの光学的特性を変えるように、前記コンバータは前記レンズに関して位置付けされ、
前記レンズ（２）が、前記コンバータからのみ生成される前記電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用下において変化することができる屈折率を持つ材料（４）を含むポリマー材料（７）を有することを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記材料が、前記目の前記動きの間の前記電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の電圧の作用下において変化することになる方向を持つ液晶（４）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記レンズ（２）が、前記ポリマー材料（７）及び液晶（４）の合成物を有する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
合成物が、液晶（４）で満たされたポリマーマトリックス（７）である、請求項１−３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記合成物がポリマー（７）、及び液晶（４）ゲルである、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記合成物が、液晶液滴（４）の分散を含むポリマーマトリックス（７）である、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記ポリマーが、前記液晶の平均光屈折率に実質的に等しい光屈折率を有するポリアクリル酸塩である、請求項２−６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記液晶がネマチック液晶である、請求項２−７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記液晶が強誘電性液晶である、請求項２−８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記液晶が、電場のない状態において、負の誘電異方性、及びホメオトロピック方向を有する、請求項２−９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記液晶が、電場のない状態において、正の誘電異方性、及び平面的方向を有する、請求項２−１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記液晶が、電磁場のない状態において、ホメオトロピック方向に関して傾斜する、請求項２−１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記液晶が、両目の輻輳動きの間に前記電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の電圧の作用下において変化することになる方向を有する、請求項２−１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記目の調節動きが遠点において開始するときに、液晶の方向の変更のしきい値効果が達成されるように前記コンバータが構成される、請求項１−１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
両目の光軸が該目に対し約５メートルの距離において交差するときに、液晶の方向の変更のしきい値効果が達成されるように前記コンバータが構成される、請求項１−１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記コンバータが、視界領域内で透明である１対の電極（５Ａ、５Ｂ）を有し、該１対の電極からなる電極が前記レンズのどちらか一方の側に位置する、請求項１−１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記１対の電極からなる前記電極が、混合のインジウム／スズの酸化物材料を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記１対の電極からなる前記電極が、導電性のポリマー材料を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記コンバータが、圧力センサー（３Ａ）、前記目の前記動きから生じる圧力を電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号に変換することができる変換器（３Ｂ）を有する、請求項１−１８のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目の視力矯正（vision correction）のための装置に関連し、以下を有する。
−  目の動きにより生成される機械的エネルギーに応じて、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号を生成することができるコンバータ
−  目と協調するように構成されるソフトレンズ
目の動きの間に生成される電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号がレンズの光学的特性を変化させるように、コンバータはレンズに関して位置付けされる。
【背景技術】
【０００２】
電気信号を生成することを可能にするコンバータに関して、そのような装置が国際出願WO 2004/004605に記載されている。この文献は、眼内インプラントタイプの装置に関係し、例えば、患者が白内障を患っている場合、ソフトレンズは、患者の目に移植できる眼球内（intraocular）レンズである。この文献において、コンバータは、目の動きにより生成される機械的エネルギーを電気信号に変換することを可能にする。このコンバータは、特に、目の輻輳動き（convergence movement）を検出する圧力センサーを有する。そして、この電気信号が検出器電圧の形でレンズに供給される。そのような電圧の影響下において、圧電効果のため、長さの曲率の半径は変更を受ける。この変更は、電圧の効果により可動する、レンズを囲むオープンループワイヤにより生じ、このため、電圧が印加されると、その曲率の半径を変更する。目が遠見（far vision）から近見（near vision）までの経過上で輻輳する時、両目の動きに対する応答として、調節（accommodation）が実行されるという意味において、このような装置は擬似的に調節型である。そして、この輻輳状態が検出されるとき、曲率の変更の効果が実現される。
【０００３】
上記出願において、レンズの光学的特性の変更を生成する動きは、輻輳に対応する両目の特有の動きである。しかし、本発明の範囲内において、目の動きは、例えば、片目の光学軸の空間的な方向の変動により定義される、任意の動きとすることができる。そして、本発明の要素の特定の性質は、特定の動きの関数として定義できる。そのような装置は、目の動きに関連付けられる機械的エネルギーが、圧電効果を通してレンズの光学的特性を変更するために使用されることになる電気的エネルギーに変換されるという重要な利点を有する。圧力、又は長さの変化、又は歪みの形で、初期のエネルギーの発生源として機械的エネルギーを使用することは、ユーザの年齢に関連しないという利点を有する。実際に、その人の年齢が幾つであっても、輻輳するための目の動きは同じである。
【０００４】
これは、視力矯正のための擬似調節型のインプラントを生成するために有利であるが、しかし、そのような装置は幾つかの不利点を持っている。
【０００５】
詳細には、後者の方は繊維性沈着物により汚染されることから、眼内レンズの曲率を変更することは困難である。このため、レンズはレンズが置かれる布にくっつき、これは、制御された、及び満足できる方法において、時間と共に再生可能に曲率を変更することを不可能にする。
【０００６】
更に、上記の国際出願において、目の動きの応答として曲率が変更できるように、レンズの構成（structure）と組成物（composition）が適合される。そして、この組成物は、レンズの光学的特性のその他タイプの変更には、もはや適合されない。
【０００７】
更に、既知であるが、眼内レンズの範囲内において、レンズを挿入する最良の方法は、それを折ること、眼内の小寸法の切開に挿入すること、及びレンズを希望の形状に回復させることである。上記国際出願において、曲率を変更するために使用される手段のため、そのような手順は、より複雑となる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、特に、そのような欠点を改善することを目的にする。
【０００９】
このため、本発明により解決される問題は、上記したような視力矯正に対する装置を提供することにあり、これは目の動きにより生成される機械的エネルギーに反応し、そしてレンズの光学的特性における変更は、装置において、単純化され、より良く制御される。レンズの特性は、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の全てがない状態において安定していることも適切である。
【００１０】
文献WO-A-03/007851も知られており、これは上記したような装置を開示している。
【００１１】
この文献では、液晶がソフトレンズを形成するためにバッグ内に挿入される。虹彩の収縮の作用において、レンズの光学的特性が変化するように、液晶の方向が変更される。
【００１２】
しかし、バッグ又はレンズの性質は、この文献内で言及されていない。
【００１３】
上記したように、眼内レンズの範囲内において、レンズを挿入する最良の方法は、それを折ること、眼内の小寸法の切開に挿入すること、及びレンズを希望の形状に回復させることである。液晶を含む何らかのバッグが使用される場合、この折ることは、液晶の分子配列における変異を引き起こすであろう。そして、この変異は不可逆であり、それ故に装置を役に立たないものにする。
【００１４】
上記文献を更に進めて、本発明は、ソフトレンズを改良することを目的とする。
【００１５】
そのような問題は、上記したような目の視力矯正のための装置により解決され、そして、装置は、ソフトレンズがポリマー材料を有することで特徴付けられ、ポリマー材料には、眼の動きに応答して、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用の下で変化することになる屈折率を有する材料が含まれる。
【００１６】
そのような装置により、目の動きの間に、レンズの光学的特性を変更する電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用の下で、材料の屈折率は簡単に変化できる。それ故に、装置は、目の動きに応答して適応することになる。可変屈折率を有する材料のポリマー内への挿入は、目の動きに応じた適応的な方法で、この変更を得ることを可能にする。実際に、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号がない状態で、ポリマー内の可変屈折率を有する材料のいくらかの安定性を得ることが可能であり、一方で、目の動きの場合に適用される信号に対する材料の正確な反応を有することが可能である。
【００１７】
本発明によれば、レンズの曲率は必ずしも変更されず、これは、レンズに接触する布の繊維に関連する上記問題を回避することを可能にする。繊維など、レンズの外側の環境は、光学的特性の変更に影響を与えないので、可変屈折率を有する材料がレンズ内にあるという事実は、レンズを変更するという特性の簡単な制御を可能にする。
【００１８】
可変の光パワーを持つ眼内レンズの分野において、アメリカ特許US 4,373,218も知られている。このような特許は、レンズを含む目の視力矯正のための装置を示しており、レンズは液晶を含む。このような液晶は、電気、又は磁気、又は電磁気場の影響下において、方向付けについての既知の性質を持っている。上記特許において、１つの実施例によれば、電極はユーザの目の中に置かれ、それゆえに、調整を検出することを可能にしている。しかし、この特許において、それは、検出される目の動きに関連する機械的エネルギーではなく、調整の間に筋肉により生成される電気的電位である。それは不安定であり、特に、ユーザの年齢と共に変化し、このため、装置の定期的な変更を必要とすることから、調整の間に筋肉により生成されるエネルギーの利用は十分ではない。更に、上記特許において、実施例は、電場の影響のみを使用する。しかし、本発明の範囲内において、使用される影響は、電気的、及び／又は磁気的、及び／又は電磁気的とすることができる。
【００１９】
更に、その上記特許に記載される液晶は、目の動きに応じて十分に反応するよう適合されていない。事実、それらは、電磁場のない状態における良好な方向安定性、並びに空間及び時間内の正確な均等性、並びに電場が存在する状態における正確な空間反応、及び正確な均等性の両方を可能にする媒体には浸されていない。反対に、本発明において、ポリマー材料内に可変屈折率を有する材料を置くことは、この利点を得ることを可能にする。更に、本発明は、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気場がある状態において、この利点を得ることを可能にする。
【００２０】
この特許において、これは、液晶の光学的特性を変更するために必要となる電気信号を生成する、目の動きに関連する機械的エネルギーではない。このため、この特許は、コンバータを使用しない。目の筋肉域によってのみ生成される電位の利用のために、この特許に記載される装置は実際には十分ではない。
【００２１】
このため、上記特許は、目の動きに対する反応としての所要の変更に関連する上記問題を解決していない。
【００２２】
更に、上記特許において、レンズに所望の形状を与えることは困難である。反対に、マトリックスとして使用できるポリマー材料を使用することは、特に、切断され、加工されることになる複合板（composite plate）の構造を通して、単純な方法で、そのような形状を与えることを可能にする。更に、本発明によれば、レンズが製造されるとすぐに、及びレンズが目の中に置かれる時だけでなく、液晶に事前設定した方向を与えることが可能である。結局、例えば、液晶の形式における、可変屈折率を有する材料を含むポリマーマトリックスの利用の結果、ユーザの目に導入される前に、レンズを折る、又はレンズに触れなければならないとしても、本発明によるレンズは液晶の十分な方向を保つことを可能にする。
【００２３】
特許EP-A-1 068 555の出願も知られており、装置は、レンズを含む目の視力矯正に対し記載されており、液晶を含んでいる。液晶は、応力場（stress field）の影響下において、方向付けについての既知の特性を有する。この出願において、レンズを製造するために使用される材料は、３次元液晶ポリマーを含む。このような液晶ポリマーにおいて、分子の結晶構造の液体部分は完全に凝固しており、そのため、結晶構造の液体部分の方向性効果は、高い圧力が全ポリマーに与えられる時のみ得られる。これは、この出願において、何故、変更又は方向が、例えば、まぶたの瞬きの間の機械的圧力の作用下で供給されるかの理由である。この出願で記載される液晶ポリマーは、それ故に、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用下で方向付けられることはなく、特に、それらは、目の動きにより生成される電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用下で方向付けられることはない。
【００２４】
ここで、本発明の他の有利な特性を記載する。
【００２５】
目の動きに続き、コンバータにより生成される信号が電気である時、それは、比較的低い電圧、典型的には、1ボルトから5ボルト程度に相当する。このため、目の動きにより生成される電圧が低い時でさえ、目の動きに対する反応の効果が生じる、という点で有利である。低電圧のみが、人間の体と適合する。
【００２６】
この更なる利点は、本発明の１つの実施例により、材料が、目の動きの間の電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用下で変化することができる方向性を持つ液晶を含むという特性を通して、達成される。
【００２７】
この実施例によれば、目の動きに加え、機械的信号が、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号を生成することができ、液晶は、それに関連する電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気場の作用下で方向付けられ、これは、レンズの屈折率の変更をもたらす。それ故に、レンズは、目の動きに反応する複屈折（birefringent）材料のように振舞う。
【００２８】
更に、液晶は、通常、1ボルト程度のかなり低い電圧の作用下で簡単に方向付けられる性質を有している。眼内インプラントへのアプリケーションに対し、このような装置は、目の動きにより生成される低電圧を使用することを可能にする。
【００２９】
有利には、レンズは、ポリマー材料と液晶の合成物を有する。この合成物により、装置を役に立たなくする液晶の分子配列の不可逆的な変更を行うことなしに、レンズを簡単に扱うことができる。
【００３０】
１つの実施例によれば、合成物は、液晶で満たされたポリマーマトリックスである。このような実施例は、簡単に生成されるという利点がある。ポリマー保護膜（protection envelope）を加えることもでき、これは、液晶がポリマーマトリックスから離れることを防ぐために、ポリマーマトリックスの液晶を保護することを目的としている。
【００３１】
その他の実施例によれば、合成物は、ポリマー及び液晶ゲルである。この実施例は、目の動きにより生成されるエネルギーと適合する比較的低い圧力の電圧に対して、液晶の方向の簡単な変化を可能にするという利点を持つ。ポリマーゲル内で、液晶の動きは促進される。上記のように、ポリマー保護膜を加えることもできる。
【００３２】
本発明の更にその他の実施例によれば、合成物は液晶液滴の分散（dispersion）を含むポリマーマトリックスである。液滴は、マイクロの液滴、又はナノの液滴である。この実施例は、考慮されたアプリケーションに適合するレンズの光学的拡散を提示することができるという利点を持つ。この実施例は、また、液晶の方向を変化させるために印加される電圧が、比較的低く、そして目の動きにより生成されるエネルギーに適合するという利点を持つ。
【００３３】
このような３つの実施例において、液晶が合成物の形でポリマーと関連するという事実は、レンズの柔軟性を可能にするという利点を持ち、これにより、眼内レンズの場合、目の中にレンズを入れるためにレンズを折ることを可能にし、このため、患者の眼内における所要の切開は比較的小さい。そして、ポリマーの形状記憶の特性は、その実用的な形状にレンズが戻ることを可能にし、これは、レンズの折り曲げ、挿入に加えて、結晶構造に実質的に対応する。
【００３４】
更に、本発明によれば、液晶は、ネマチック（nematic）液晶、又は強誘電性液晶のどちらか一方とすることができ、ネマチック液晶は、現在最も知られた水晶であり、それ故に、簡単な実施例を可能にするという利点を持っており、強誘電性液晶は、正確な電気的応答を持ち、それ故に、比較的低いとしても、目の動きの間に印加される電圧に対してより良い応答を持つという利点を有する。
【００３５】
レンズ内の拡散現象を防ぐために、レンズ内の液晶と関連するポリマーは、液晶の平均の光屈折率nCLに実質上等しい光屈折率npolyを有するポリアクリル酸塩（polyacrylate）とすることができる。
【００３６】
本発明による透明の電極のその他の有利な特徴は、上記した本発明の特別な実施例により記載される。
【００３７】
このような電極の１つの実施例によれば、これらは、ITOとして知られる混合のインジウム／スズの酸化物材料を含む。この材料は、導電性の、及び、通常、透明な材料であるという利点を有する。
【００３８】
このような電極の１つの実施例によれば、これらは、導電性ポリマーを含む。このような導電性ポリマーの利点は、それらが、良い生物学的適合性を持ち、眼内装置の場合に特に、簡単に使用することができるということである。この導電性ポリマーは、ポリマー内に結晶を保つため、液晶と関連するレンズの保護膜として利用できるという利点も有する。
【００３９】
更に、その方向を変更するために、電圧が液晶に印加される実施例において、例えば、１つの方向に回転する結晶の一部ともう一方の方向に回転するその他部分なしに、液晶が方向を変えるという利点である。
【００４０】
この更なる利点は、任意の電圧の適用とは無関係に、液晶がレンズ内のホメオトロピック（homeotrope）な方向に関して傾斜するという性質を通して得られる。この傾向は、液晶の事前の方向に対応し、レンズの製造の間、特に、レンズの重合の間に、電場の事前方向の適用を通して得ることができる。
【００４１】
この望ましい方向は、例えば、弱い化学的結合を通した液晶の分子の特定方向を誘導する分子の沈殿を通してなど、レンズ外面の特別な化学的処理を通して得ることもできる。
【００４２】
更に、ポリマーの屈折率は、透明な媒体を得るために、液晶の屈折率に実質上等しくなる。
【００４３】
更に、コンバータは、電圧を簡単に生成でき、ユーザの眼内に置かれる時、本発明による装置のユーザの視覚を妨害しないという利点もある。
【００４４】
この更なる利点は、コンバータが可視領域内で透明な１対の電極を有し、１対の電極からなる電極はレンズの一方の側に位置するという特徴を通して、本発明の１つの実施例により達成される。
【００４５】
そこで、電極は、レンズの周りにコンデンサを形成する。コンデンサは、目の動きの間に屈折率を変化させるために、可変の屈折率を持つ材料に電圧を印加することを可能にする。電極が可視領域内で透明であるという事実は、更に、装置のユーザの視覚を妨げないことを可能にする。
【００４６】
更に、レンズの光学的特性を正確に変更できるように、目の動きに対する応答が十分である装置を提供するために、コンバータは、圧力センサー、及び圧力を電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号に変換する能力を有する変換器（transducer）を有することができる。このため、目が動く時、その動きにより生成される圧力は、圧力センサーにより検出され、そして変換器は、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号を生成する。より一般的には、コンバータは、１つの目、又は両目の回転により生じる機械的エネルギーを検出するための手段を含むことができる。
【００４７】
コンバータは、望ましくは、検出された機械的エネルギー、特に、圧力の関数として生成される電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号に適合するように、コンピュータを有する。圧力センサー及びコンピュータは、望ましくは、超音波を介して通信する。
【００４８】
更に、目の輻輳に対応するユーザの目の調節動きの場合、レンズの光学的特性は調節経路から外れて変更されず、正常な目が調節を開始するポイントに対応する遠点（punctum remotum）と呼ばれるポイントから開始されるという利点を有する。
【００４９】
従って、調節のシミュレーションの効果は、実際の調節により近づく。この遠点は、目から約5メートル離れて位置する。
【００５０】
この更なる利点は、本発明の１つの実施例により、目の調節の動きが遠点において開始する時、液晶の方向の変更に対するしきい値電圧に達するように、コンバータが構成されるという特徴を通して得られる。
【００５１】
実際、液晶において、方向の変更の効果は、方向の変更に対するしきい値電圧からのみ開始することが知られている。このしきい値電圧から、水晶は、それらの双極性モーメントを方向付けすることを始める。薄膜内の液晶において、このしきい値電圧を超えると、液晶の方向の変化は、印加された電圧に実質上比例する。この効果は、フレデリクス効果として知られる。
【００５２】
このしきい値電圧効果を用いて、コンバータは、目の動きが遠点に到達する時にのみ、方向付け効果が開始するように構成される。これは、輻輳に対応する目の調節の動きの間に、調節の良いシミュレーションを得ることを可能にする。生成される電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号は、目の輻輳による機械的エネルギーに起因し、これは、この動きの関数として信号を適合させることを可能にするので、この利点は特に達成される。
【００５３】
平均的に、遠点は、目から約5メートル離れて位置する。従って、両目の光学軸が目に対して約5メートルの距離で交差する時、液晶の方向の変更に対するしきい値電圧に到達するよう、コンバータを構成することができる。
【００５４】
コンバータのこの特定の構成は、また、この結果に到達するように、上記のコンピュータをプログラムすることにより得ることができる。この結果は、特に、ソフトレンズに対する、材料の適切な選択を通して達成される。
【００５５】
本発明は、また、ポリマー材料を含むソフトレンズに関連し、ポリマー材料には、目の動きの間に生成される機械的エネルギーの変換を通して生成されることになる電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号の作用下で変化することが起こり得る屈折率を有する材料が含まれる。
【００５６】
視力矯正のための装置におけるレンズに関連して上記した全ての特徴は、そのようなレンズにも適用される。
【００５７】
本発明の１つの実施例は、添付する図面を参照に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の１つの実施例による目の視力矯正のための装置を示す。
【図２】本発明によるレンズ内の液晶の平面的な方向を示す。
【図３】本発明によるレンズ内の液晶のホメオトロピックな方向を示す。
【図４】本発明によるレンズに対する電圧の関数として、液晶の方向の変化を示すカーブである。
【図５】ユーザの目の４つの状況を示し、目の動きの検出に加えて、電気的信号の生成を始動できる、又はできない。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１において、目６の視力矯正用装置１は、レンズ２を有する。レンズ２は、ポリマー７内に液晶４を有する。レンズ２は透明な電極５Ａ及び５Ｂにより両側を囲まれる。目６の筋組織は、目６の動きを検出するための手段３Ａ、及び目のそのような動きに対する応答として電気信号を生成するための手段３Ｂを有するコンバータ３と接続される。手段３Ａは、例えば、圧力センサーを有する。
【００６０】
目６の動きを検出するため、及びこの動きに対する応答として電気信号を生成するための手段３Ａを有するコンバータ３は、国際出願WO 2004/004605に記載されているものとすることができる。特に、この文献に記載されているように、コンバータ３は、小型の絶対圧力センサー３Ａで出来ている１つ又は幾つかの歪みゲージを有することができ、これは外直筋の付着腱（insertion tendon）の下に挿入される。これは、シリコン上のミリメートルの微細構造とすることができ、誘導を介してなどのように、何らかの接触なしに、及び任意のバッテリーなしに供給される。このようなシステムは、高感度素子、コンバータ、並びにシステムの遠隔供給、及び圧力測定の遠隔送信を可能にする第２のアンテナに関連するカプラーを有する。
【００６１】
より詳細には、高感度素子は、力、即ち、供給される圧力の影響下で変形する機械的微細構造であり、変形は高感度アセンブリ内に積分された容量の変更を引き起こす。容量の変化の電気的値は、コンバータを通してデジタル信号に変換される。高感度素子は、拡張、又は圧縮など、形状の変化、又は軸の変形を示すこともできる。
【００６２】
上記したコンバータ３により、目の動きに応答して、透明な電極５Ａと５Ｂの間で、およそ１から５ボルトの電圧に相当する電気信号を得ることができる。生成された電気的緊張は、目の動きに依存し、そのような動きは、一方の目の動き、又は両目の結合した動きである。上記した例において、コンバータ３は、目の動きにより生じる機械的エネルギーを電気信号に変換する変換器である。このコンバータのその他の実施例は、電気、及び／又は磁気、及び／又は電磁気信号が目の動きに応答して生成される限りにおいて、検討することができる。
【００６３】
目の輻輳に対応する調節の範囲内で関連付けられるレンズ２と液晶４は、より詳細に記載される。
【００６４】
レンズ２は、1の正視者（emmetrope）の目に対しほぼ21ジオプターの輻輳C を持ち、1.5に相当する平均屈折率nと、曲率の半径Rを持つ対称の両凸レンズである。両凸レンズ２において、輻輳が関係C = 2(n−1)/Rにより与えられることは既知であり、これにより、本事例では、曲率は5センチメートルになる。レンズ２の直径は、L = 6ミリメートルであり、曲率の半径は、50ミリメートルである。180マイクロメートル程度のレンズの厚さは、そこから推論することができる。
【００６５】
この事例において、レンズの調整の間に、輻輳が約3ジオプターで変化することが望まれるならば、ΔC = (2・Δn)/R = 3ジオプター、即ち、Δn = 0.0075が得られる。
【００６６】
この例によれば、液晶は、Δn = 0.0075と等しい値を持つ屈折率を変更することが可能でなければならず、もしne及びnoが、それぞれ液晶の特別の、及び通常の屈折率である場合、
0.05 < ne−no−Δn < 0.25
が得られるので、これは可能である。
【００６７】
本発明によれば、液晶は、それぞれ1.5と1.65に等しい通常、及び特別の屈折率を持っている。
【００６８】
レンズ内の液晶分子の方向に従い、液晶を含む媒体の見掛けの屈折率が変化することは知られている。分子が、レンズの内部表面を構成する下部、及び上部の基板に平行となる平面的方向において、自然光、及び非分極光に対して、見掛けの屈折率が次に等しくなることが知られている。
np = [(no2 + ne2)/3]1/2 = 1.5767
【００６９】
この平面的な方向が、図２に概略的に示されている。液晶４は、レンズ２の表面２Ａと２Ｂに平行に位置する。
【００７０】
分子が、レンズの内部表面を構成する下部、及び上部の基板に垂直となるホメオトロピック方向において、自然光、及び非分極光に対して、見掛けの屈折率が次に等しくなることが知られている。
np = no = 1.65
【００７１】
このホメオトロピック方向は、図３に概略的に示されている。液晶４は、レンズ２の表面２Ａと２Ｂに垂直に位置する。
【００７２】
目の動きの間の電圧の影響による液晶の方向の変化の間、液晶は、ホメオトロピック方向から平面的方向に変化することができる。
【００７３】
この事例において、屈折率の最大の変化は、np - no = 0.0767であり、上記のように、これは、3ジオプターによる輻輳の変化が行われることを完全に容認する。
【００７４】
詳細には、本発明の１つの実施例によれば、本発明による装置が、曲率の一定の半径において、遠見から近見に切り換わることにより、輻輳を増加させることを可能にすることが望まれる。そして、レンズ内の液晶の配置は、この結果に到達するよう適応される。
【００７５】
この目的において、レンズ２は、遠見に対して低屈折率を持つ必要があり、それゆえに、液晶分子は、近見に対してホメオトロピック方向と高屈折率を持つ必要があり、それゆえに、液晶分子は、上記のように、npはnoより大きいので、平面的方向を持つ必要がある。
【００７６】
更に、電場の２つの垂直な位置に対する液晶分子の誘電異方性は、
−  両性モーメントが分子の拡張の主方向に沿って向けられるならば、Δε > 0
−  両性モーメントが分子の拡張の主方向に垂直に方向付けられるならば、Δε < 0
を持つΔεである。
【００７７】
電場の影響下における平面的方向への分子の切り替えを通して、屈折率の正の変化を得るため、負の誘電異方性、及びホメオトロピック方向を持つ液晶が、場のない状況において選択される。そして、コンバータ３は、遠見において目が静止し、及び遠見において電場が液晶に供給されないように構成される。
【００７８】
電場の影響下におけるホメオトロピック方向への分子の切り替えを通して、屈折率の正の変化を得るため、正の誘電異方性、及び平面的方向を持つ液晶が、場のない状況において選択される。
【００７９】
液晶分子の方向が液晶の全ての厚さ上でホメオトロピックであることを保証するために、例えば、液晶ディスプレイ装置の分野において、それ自体知られている方法によって、レンズを限定する表面が取り扱われる。
【００８０】
そして、液晶の事前方向は、レンズの製造の間、特にレンズの重合の間に、電気的な事前方向の場を適用することにより得ることができる。
【００８１】
同一の表面処理手順、及び電気的な事前方向の場の適用は、レンズの全ての厚さ上で分子の平面的方向を保証するために適用できる。
【００８２】
液晶に印加された電圧の効果は、液晶を限定する表面に対し垂直な液晶の両極モーメントの方向である。電場の存在下において均一な方向を得るために、事前方向が場のない状況において分子に与えられる。それにより、液晶は、ホメオトロピックな位置に対して僅かに傾斜する。
【００８３】
使用される液晶は、ネマチック液晶、又は強誘電体液晶とできる。選択される液晶のタイプに応じて、方向の状態は、特に誘電異方性Δεの関数として変化する。
【００８４】
レンズに印加される電圧の関数として、液晶の応答のカーブが、図４を参考に記載される。このカーブは、フレデリクス効果の範囲内において、それ自体知られている。Voのしきい値は、レンズの厚さに相当する薄膜に対して、次の式により与えられる：
VO = π(K/Δε)、ここでKは液晶の弾性定数である。
【００８５】
このしきい値電圧を超えて、レンズ２の表面に液晶分子の整列した方向を与える角度αは、薄膜においてさえも、印加される電場に比例する。
【００８６】
レンズの厚さがおよそ180マイクロメートルであるとき、薄膜状態が満たされる。
【００８７】
従来の液晶において、先の公式は、約1ボルトのしきい値電圧、及び平坦な方向を得るために、3ボルト程度の最大電圧を与える。
【００８８】
これらの電圧は、１つの目又は両目の動きに続きコンバータ３により生成される電気エネルギーと適合する。
【００８９】
このため、遠見と近見の間の接近の間に、レンズの屈折率は変更されない。この特徴は、目の輻輳ポイントが約5メートルの距離に到達する前において調整を行わない、正常な水晶体に対する状況に相当する。調整の開始のこのポイントは、遠点と呼ばれる。
【００９０】
そして、目がそのような5メートル輻輳に到達する時、コンバータにより生成される電気信号がしきい値電圧Voと等しい電圧に相当するよう、コンバータが構成される。目が更に輻輳する時、方向の変更は線形である。
【００９１】
液晶４と関連するレンズ２の典型的な実施例が、より詳細に記載される。
【００９２】
一般的に、レンズ２は、ポリマー材料７と液晶４の合成物を有する。この合成物により、装置を役に立たなくする液晶の分子配列の不可逆的な変更を行うことなしに、レンズを簡単に扱うことができる。
【００９３】
このレンズ２は、例えば、液晶４により形成される両凸形状を持つポリマーマトリックス７である。保護膜もまた、恐らく、このポリマーマトリックスを保護するポリマーから作られる。使用されるポリマーは、レンズ内の拡散現象を防ぐために、液晶の平均光屈折率nCLに実質上等しい光屈折率npolyを有するポリアクリル酸塩である。
【００９４】
第１の代替の解決方法によれば、レンズ２は、また、ポリマー７及び液晶ゲル４を有する。液晶４は、ポリマーネットワーク７内で凝固するが、電場の作用下で簡単に可動する。
【００９５】
【表１】
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【００９６】
これらの全ての実施例において、電場に対し良好な反応度を持ち、一方で、電解のない状態において比較的安定するように、液晶４はポリマー材料７内に含有される。
【００９７】
これらの全ての実施例において、及び、特に、レンズが眼内インプラントとして使用される時、それは、触覚（haptic）アームとも呼ばれるアームが突き出ている光学部分を有することができ、これは患者の眼内にインプラントを固定するために使用される。
【００９８】
電極５Ａと５Ｂがより詳細に記載される。このような電極５Ａと５Ｂは、混合のインジウム／スズの酸化物材料から作られる透明な電極である。それらは、レンズ２の表面の形状に従うように置かれ、それ故に凹面である。それらは、液晶を含むレンズ２の領域内で電圧を印加するように、レンズ2に関連して置かれる。
【００９９】
代替の解決方法によれば、このような電極５Ａと５Ｂは、導電性ポリマーを有する。
【０１００】
本発明による装置１が、動作で記載される。
【０１０１】
外科手術に加え、白内障手術の場合に、レンズ２は、例えば眼内インプラントとして目の中に置かれる。コンバータ３は、目の動きを検出し、応答として電気信号を生成するために、目の筋肉に接続される。この電気信号は、電極５Ａと５Ｂを通して、電圧としてレンズ２へ供給される。
【０１０２】
装置１のベアラが、例えば、遠見から近見への切り換えに相当する両目の輻輳動きなどの目の動きを有する時、コンバータ３は、センサー３Ａを通してこの動きを検出する。この動きが検出される時、生成手段３Ｂにより電気信号が生成される。この電気信号は電極５Ａと５Ｂへ供給され、電圧が電極５Ａと５Ｂの間で生成される。
【０１０３】
図４で示したように、この電圧の値により、及び応答のグラフに応じて、液晶４の方向が変更される。上記のように、ユーザの目の輻輳の場合にレンズ２の見掛けの屈折率が増加するように、これら液晶を選択することができる。
【０１０４】
屈折率が増加した時、ユーザは正確な近見を有し、レンズを必要としない。
【０１０５】
本発明の代替の解決方法が記載される。
【０１０６】
液晶の方向を変更するために、電気信号が電圧としてレンズへ供給されるという事実を記載した。しかし、液晶が磁場の影響下において方向付けされることも可能であり、上記したように、これはレンズの屈折率の変更を伴うであろう。上記のフレデリクス効果と似ている、この効果は既知である。磁場を生成するため、電磁変換器が、目の筋肉について使用され、目の動きにより生成される磁場をレンズに適用する。この実施例は、レンズにおいて電極を必要としないという利点を持つ。
【０１０７】
更に、装置は、遠見の近見への切り換えに相当する目の特定の動きの範囲内において記載されてきた。注目すべきこととして、コンバータが、１つの目、又は両目の何らかの動きを検出でき、この動きの関数として電気信号を生成することができる。図５を参照すると、電気信号が、例えば、両目に対しケース「ｄ」において、輻輳における１つの目に対してケース「ｂとｃ」において、及びケース「ａ」における両目なしに対して、生成されるように、コンバータを構成することができる。
【０１０８】
更に、レンズ２が眼内インプラントとして使用される実施例が記載されてきた。代替の解決方法として、レンズ２は、コンタクトレンズ、又は接眼グラスとすることができる。後者の事例では、接眼グラスを１つの目、又は両目の筋肉に接続し、コンバータを用いて１つの目、又は両目の動きを検出することは十分である。本発明によるコンバータにより、目の動きは、接眼グラスの光屈折率を変更することができる電気信号に変換される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図５ｃ）】
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【図５ｄ）】
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